Загрязнения пищевых продуктов микроорганизмами и их метаболитами

3.1.1. Понятие пищевых инфекций и пищевых отравлений

Загрязнение продуктов питания микроорганизмами происходит в про­цессе их переработки и транспортировки. Источниками микроорганизмов могут быть оборудование, обслуживающий персонал, воздух, вода и вспомогательные материалы.

Наличие в пищевых продуктах некоторых микроорганизмов или их мета­болитов может вызвать инфекционные заболевания человека. Инфекционные заболевания - это обширная группа заболеваний, обусловленная присутствием патогенных бактерий, вирусов, простейших и гельминтов.

Самостоятельными разделами в инфекционных заболеваниях являются:

- заболевания, вызванные бактериями;

- заболевания, вызванные микроскопическими грибами;

- заболевания, вызванные вирусами;

- паразитарные заболевания, вызванные простейшими и гельминтами.

Инфекционные заболевания, связанные с употреблением пищевых про­дуктов и обусловленные бактериями, вирусами и микроскопическими грибами условно делят на две группы:

1 - пищевые инфекции,

2 - пищевые отравления.

Пищевые инфекции (токсикоинфекции) - заболевания, при которых пищевой продукт является лишь передатчиком патогенных микроорганизмов; в продукте они обычно не размножаются. Пищевые инфекции вызывают вирусы, энтеропатогенные кишечные палочки, энтерококки, патогенные галлофилы и т.д. Примером пищевой инфекции являются кишечные инфекции: дифтерия, брюшной тиф, паратифы А и Б, холера, сальмонеллез, бруцеллез, вирусный ге­патит А (Боткина), псевдотуберкулез и др.; инфекции на­ружных покровов: сибирская язва, ящур и др.

Пищевым отравлением, или пищевой интоксикацией, обычно называют болезнь, когда вызывающий ее токсин продуцируется микроорганизмом, раз­вивающимся в продуктах. Патогенные микробы вырабатывают токсины двух видов: экзотоксины легко переходят из микробной клетки в окружающую среду. Они поражают определенные органы и ткани, с характерными внешними признаками, т.е. обладают специфичностью действия; эндотоксины не выде­ляются из микробной клетки во время ее жизнедеятельности, они высвобожда­ются только после ее гибели.

3.1.2. Классификация пищевых отравлений

Согласно классификации пищевых отравлений, принятой в 1981 г. и построенной по этио-патогеннетическому принципу, пищевые отравления по этиологии (причины) разделяют на 3 группы:

I. Микробные пищевые отравления:

1. Токсикоинфекции (вызываются условно-патогенными микроорганиз­мами): бактерии рода E. Coli, Proteus, спороносные анаэробы (сульфитредуци­рующие клостридии или Clostridium perfringens), спороносные аэробы (Bacilus cereus);

2. Токсикозы (интоксикация):

- бактериальные токсикозы (St. Aureus и Clostridium botulinum);

- микотоксикозы (плесневые грибы: Aspergillius, Fusarium и др.);

3. Смешанной этиологии или миксты (комбинация микроорганизмов).

II. Немикробные пищевые отравления:

1.Отравления ядовитыми растениями и тканями животных:

а) Растениями, ядовитыми по своей природе:

- ядовитые грибы (бледная поганка, мухомор и др.); условно-съедобные грибы, не подвергнутые правильной тепловой обра­ботке (грузди, волнушки, волуй, сморчки и др.); дикорастущие и культурные растения (белина, вех ядовитый, дурман, бу­зина, красавка и др.);

- дикорастущие растения (белена, дурман, болиголов, красавка и др.); семена сорняков, злаковых культур (софора, триходесма, гелиотроп и др.).

б) Тканями животных, ядовитыми по своей природе:

- органы некоторых рыб (усач, маринка, иглобрюх, севан­ская хромуля),

- некоторые железы внутренней секреции убойных животных (надпочеч­ники, поджелудочная железа и др.).

2. Отравления продуктами растительного и животного происхождения, ядовитыми при определенных условиях:

а) Растительного происхождения:

- ядра косточковых плодов (персика, абрикосов, вишни, миндаля), содержащие амигдалин; орехи (бука, тунга и др.); бобы сырой фасоли, содержащие фазин; проросший зеленый картофель, содержащий соланин.

б) Животного происхождения:

- печень, икра, молоки некоторых видов рыб в период нереста (щука, налим, скумбрия, ту­нец и др.); мидии; мед при сборе пчелами нектара с ядовитых растений.

3. Отравления примесями химических веществ:

Пестициды, нитраты, бифенилы; соли тяжелых металлов; неразрешенные пищевые добавки; вещества, мигрирующие из оборудования, упаковок и др.; прочие примеси (гормоны, антибиотики и др.).

III. Неустановленной этиологии:

Алиментарная пароксизмально-токсическая миоглобинурия (Гаффская, Юксовская, Сартландская болезнь в результате употребления озерной рыбы некоторых районов мира в отдельные годы.

Пищевые отравления и пищевые инфекции являются наиболее серьез­ными и часто встречаемыми опасностями, связанными с питанием. При оценке безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов, прежде всего, определяют микробиологиче­ские критерии.

Гигиенические нормативы по микробиологическим показателям вклю­чают контроль за 4 группами микроорганизмов:

Санитарно-показательные, к которым относятся мезофильные аэроб­ные и факультативно-анаэробные микроорганизмы - МАФАМ и бактерии группы кишечных палочек - БГКП (коли-формы);

Условно-патогенные микроорганизмы, к которым относятся E.coli, S.aureus, бактерии рода Proteus, B.cereus и сульфитредуцирующие клостридии;

Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы;

Микроорганизмы порчи - в основном это дрожжи и плесневые грибы.

Оценка безопасности пищевой продукции осуществляется по нормируе­мой массе продукта, в которой не допускается наличие бактерий группы ки­шечных палочек, большинства условно-патогенных микроорганизмов, а также патогенных микроорганизмов. В других случаях норматив отражает количество колониеобразующих единиц в 1г или 1мл продуктов (КОЕ/г, мл).

3.1.3. Характеристика пищевых инфекций

и отравлений бактериальной природы

В качестве примера можно привести стафилококковое пищевое отрав­ление. Вызывается энтеротоксином, который продуцируется бактерией золо­тистым стафилококком Staphylococcus aureus (S. aureus) в период ее роста в пищевых продуктах. Развиваясь в пищевых продуктах, он может выделять осо­бый вид токсина - энтеротоксин, который действует на кишечник человека. Идентифицировано шесть энтеротоксинов: А, В, С, D, Е и F. Выделены и полу­чены две формы энтеротоксина С - С₁ и С₂. Стафилококки - это шаровидные бактерии (кокки), грамположительные бактерии.

Бактерия устойчива к нагреванию, сохраняет активность при 70 °С в те­чение 30 мин, при 80 °С - 10 мин. Еще более устойчивы к нагреванию энтеро­токсины S. aureus, окончательная инактивация которых наступает только после 2, 5-3 час кипячения. S. aureus обладает устойчивостью к высоким концентрациям поваренной соли и сахара. Жизнедеятельность бактерии прекращается при кон­центрации хлорида натрия в воде более 12 %, сахара - 60 %, что необходимо учитывать при консервировании пищевых продуктов. При температуре до 4-6 °С размножение S. aureus также прекращается. Оптимальная температура для размножения стафилококков - 22-37 °С.

Источником инфекции могут быть и человек, и сельскохозяйственные животные. Через последних заражается в основном молоко, мясо и продукты их переработки. У человека стафилококковая инфекция локализуется на кожных покровах, в носоглотке, кишечнике, других органах и тканях.

Попадая в продовольственное сырье, пищевые продукты и кулинарные изделия, стафилококки продуцируют токсины с различной интенсивностью, за­висящей от уровня обсеменения, времени и температуры хранения, особенно­стей химического состава объекта загрязнения (содержание белков, жиров, уг­леводов, витаминов, рН среды и т.д.). Наиболее благоприятная среда для жиз­недеятельности бактерий - молоко, мясо и продукты их переработки, поэтому именно эти пищевые продукты чаще вызывают стафилококковое отравление.

Молоко и молочные продукты. Загрязнение молока стафилококками мо­жет происходить от коров, больных маститом, при контакте с кожными покро­вами больных животных и человека, занятого переработкой молока. Отмечено, что стафилококки размножаются и продуцируют энтеротоксины в сыром мо­локе слабее, чем в пастеризованном, поскольку они являются плохим конку­рентом в борьбе с другими микроорганизмами молока. Этим объясняется от­сутствие энтеротоксинов и стафилококков в кисломолочных продуктах, для за­кваски которых используются активные молочные культуры. Кроме того, мо­лочная кислота, образующаяся в процессе изготовления этих продуктов, тормо­зит размножение данных микроорганизмов.

Попадая в молоко, стафилококк начинает продуцировать энтеротоксины при комнатной температуре через 8 час, при 35-37 °С - в течение 5 час. При обсеме­нении стафилококками молодого сыра энтеротоксины выделяются на 5-й день его созревания в условиях комнатной температуры. По истечении 47-51 дня хранения сыра происходит гибель стафилококков, энтеротоксины же сохраня­ются еще в течение 10-18 дней.

В других молочных продуктах энтеротоксины можно обнаружить, если эти продукты были изготовлены из молока и молочных смесей, обсемененных стафилококками.

Мясо и мясные продукты. Загрязнение мяса стафилококками происходит во время убоя животных и переработки сырья. Как и в сыром молоке, конкури­рующая микрофлора не дает возможности быстрого размножения этих бакте­рий в сыром мясе. При определенных технологических условиях, особенно при ликвидации конкурирующей микрофлоры, стафилококки могут активно раз­множаться в мясопродуктах и продуцировать энтеротоксины.

В мясном фарше, сыром и вареном мясе стафилококки продуцируют ток­сины при оптимальных условиях (22-37 °С) через 14-26 час. Добавление в фарш белого хлеба увеличивает скорость образования токсических метаболитов в 2-3 раза. Концентрация соли, используемая для посола, не ингибирует S. Aureus; рН мяса и мясных продуктов, предотвращающая развитие бактерий, должна быть не выше 4, 8. Копчение колбас при определенной температуре способст­вует росту стафилококков. В готовых котлетах, после их обсеменения, энтеро­токсины образуются через 3 час, в печеночном паштете через 10-12 час. Вакуумная упаковка мясопродуктов ингибирует рост стафилококков.

Для мяса птицы характерны описанные выше данные. Стафилококки не проникают и не растут в целых сырых яйцах. При тепловой обработке яиц их бактериостатические свойства уничтожаются, и они могут заражаться стафило­кокками в результате мойки и хранения.

Другие пищевые продукты. Благоприятной средой для размножения S. Aureus являются мучные кондитерские изделия с заварным кремом. При обсе­менении крема в условиях благоприятной для бактерий температуры (22-37 °С) образование токсинов наблюдается через 4 час. Концентрация сахара в таких из­делиях обычно составляет менее 50 %; содержание сахара в количестве 60 % и выше ингибирует образование энтеротоксинов.

Симптомы стафилококковой интоксикации человека можно наблюдать через 2-4 час после употребления энтеротоксина. Однако начальные признаки мо­гут появиться и через 0, 5 и через 7 час. Вначале наблюдается слюноотделение, за­тем тошнота, рвота, понос. Болезнь иногда сопровождается осложнениями: обезвоживанием, шоком, наличием крови или слизи в стуле и рвотных массах.

К другим симптомам заболевания относятся головная боль, судороги, по­тение и слабость.

Выздоровление часто наступает через 24 час, но может потребоваться не­сколько дней. Смертельные случаи в результате пищевого отравления отмеча­ются редко.

Меры профилактики:

1. Не допускать к работе с продовольственным сырьем и пищевыми про­дуктами людей - носителей стафилококков (с гнойничковыми заболеваниями, острыми катаральными явлениями верхних дыхательных путей, заболеванием зубов, носоглотки и т. д.).

2. Обеспечение санитарного порядка на рабочих местах.

3. Соблюдение технологических режимов производства пищевых продук­тов, обеспечивающих гибель стафилококков. Определяющее значение имеют тепловая обработка, температура хранения сырья и готовой продукции.

Clostridium perfringens - спорообразующие анаэробные грамположитель­ные бактерии, широко распространенные в природе вследствие своей стойкости к различным воздействиям. Вегетативные клетки бактерий имеют вид прямых толстых палочек размером 2-6 х 0, 8-1, 5 мкм. Изучено шесть штаммов Сl. per­fringens: А, В, С, D, Е и F, которые продуцируют многообразные по своим свойствам токсины. Пищевую токсикоинфекцию вызывают, главным образом, штаммы А и D. Токсикологическую картину при этом определяет А-токсин. Clostridium perfringens развивается при температуре от 15 до 50 °С и рН 6, 0-7, 5. Оптимальная температура 45 °С и рН 6, 5 обеспечивают продолжительность ге­нерации около 10 мин. Энтеротоксины высвобождаются из вегетативных кле­ток в период образования из этих клеток зрелых спор. Это может происходить как в пищевых продуктах, так и в кишечнике человека.

Источником заболевания служат в основном продукты животного проис­хождения - мясные и молочные, обсеменение которых происходит как при жизни животных (больных и бациллоносителей), так и после убоя (при нару­шении санитарно-гигиенических норм переработки и хранения сырья). Источ­никами инфекции могут быть рыба и морепродукты, бобовые, картофельный салат, макароны с сыром.

После попадания инфекции в организм инкубационный период длится от 5 до 22 час. Характерные признаки заболевания - понос, спазмы и боли в жи­воте.

Профилактические мероприятия предусматривают соблюдение сани­тарно-гигиенических требований при переработке сырья, хранении готовой продукции.

Бактерии рода Salmonella. Бактерии рода Salmonella относятся к группе патогенных кишечных бактерий. Это грамположительные, не образующие спор, короткие палочки.

Существует три основных типа сальмонеллеза: брюшной тиф, гастроэн­терит и локальный тип с очагами в одном или нескольких органов (септице­мия). Каждый штамм сальмонеллы способен вызвать любой из указанных выше клинических типов инфекции.

80-90 % сальмонеллезов вызывается четырьмя видами этих бактерий. Сальмонеллы характеризуются устойчивостью к воздействию различных фи­зико-химических факторов. Растут при температуре от 5, 5 до 45 °С, оптималь­ная - 37 °С. Сохраняют жизнеспособность при охлаждении до 0 °С в течение 142 дней, при температуре 10 °С - 115 дней. Нагревание до 60 °С приводит к ги­бели сальмонелл через 1 час, при 70 °С - через 15 мин, при 75 °С - 5 мин, при ки­пячении наступает мгновенная гибель.

Бактерии теряют свою подвижность и способность к росту в среде с пока­зателем кислотности ниже 6, 0. Установлено, что снижение жизнеспособности или гибель бактерий вызывают хлористый натрий (7-10 %), нитрит натрия (0, 02 %) и сахароза.

Заражение пищевых продуктов сальмонеллами может происходить как через животных, так и через человека.

Основные пищевые продукты, передающие сальмонеллезные токсикоин­фекции - мясо и мясопродукты, обсеменение которых осуществляется и при жизни животных и после их убоя.

Животные, больные сальмонеллезами, выделяют сальмонеллы с молоком, следовательно, молоко и молочные продукты также способствуют распростра­нению сальмонеллезных токсикоинфекций. Кроме того, переносчиками саль­монелл могут быть работники пищевых предприятий, болеющие скрытыми формами сальмонеллезов или являющиеся бактерионосителями.

Особую роль в этиологии сальмонеллеза играют прижизненно заражен­ные пищевые продукты: яйца, мясо уток, гусей, кур, индеек.

Меры профилактики:

1. Работа ветеринарно-санитарной службы непосредственно в хозяйствах по выявлению животных и птицы, больных сальмонеллезом.

2. Проведение санитарно-ветеринарной экспертизы во время первичной переработки сырья и изготовления продуктов питания.

Необходимо соблюдать санитарные требования по размораживанию мяса, хранить сырье и полуфабрикаты при температуре не выше 4-8 °С, использовать холод на всех этапах производственного процесса, включая транспортировку сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, соблюдать сроки реализации, ус­тановленные для каждого продукта, а также режимы тепловой обработки. По­следнее имеет принципиальное значение в предупреждении сальмонеллезных токсикоинфекций, учитывая губительное действие нагревания (не ниже 80 °С) на бактерии. Не разрешается реализация населению некипяченого и непастери­зованного молока.

3. Осуществление систематической борьбы с грызунами как источником обсеменения сырья и продуктов на пищевых предприятиях.

4. Соблюдение соответствующих санитарных требований в отношении воды, льда, инвентаря, посуды и оборудования.

5. На предприятиях пищевой промышленности и общественного питания:

· необходимо выявлять и направлять на лечение работников, болеющих сальмонеллезом или являющихся бактерионосителями;

· не допускать таких людей к работе до полного выздоровления;

· ставить на учет хронических бактерионосителей.

Пункты 3-5 имеют значение в профилактике заражения сальмонеллезом продуктов растительного происхождения, хотя такие случаи встречаются редко.

Бактерии рода Escherichia coli. Патогенные штаммы кишечной палочки способны размножаться в тонком кишечнике, вызывая токсикоинфекцию (основной симптом болезни - водянистый понос, ведущий к обезвоживанию и шоку). Источником патогенных штаммов могут быть люди и животные. Обсеменяются продукты и животного, и растительного происхождения. Пути заражения те же, что и при сальмонеллезах.

Меры профилактики:

1. Выявление и лечение работников пищевых предприятий - носителей патогенных серотипов кишечной палочки.

2. Осуществление ветеринарного надзора за животными. Мясо животных, больных колибацеллезом, считается условно годным и подлежит специальной тепловой обработке.

З. Выполнение санитарных норм и режимов технологии изготовления и хранения пищевых продуктов.

4. Соблюдение санитарного режима на предприятии (мытье и дезинфекция инвентаря и оборудования и т. д.).

Бактерии рода Proteus. Род Proteus включает пять видов. Возбудители пищевых токсикоинфекций - в основном Рг. mirasilis и Рг. vulgaris. Оптимальные условия для развития этих бактерий - температура 25-37 °С. Выдерживают нагревание до 65 °С в течение 30 мин, рН в пределах 3, 5-12, отсутствие влаги до 1 года, высокую концентрацию поваренной соли - 13-17 % в течение 2 суток. Все это свидетельствует об устойчивости Proteus к воздействию внешних факторов среды.

Причинами возникновения протейных токсикоинфекций могут быть наличие больных сельскохозяйственных животных, антисанитарное состояние пищевых предприятий, нарушение принципов личной гигиены. Основные продукты, через которые передается это заболевание - мясные и рыбные изделия, реже блюда из картофеля. Возможны случаи заражения других пищевых продуктов.

Энтерококки. Потенциально патогенными штаммами среди энтерококков (Streptococcus faecalis) являются Str. Faecalis var. Liguefaciens и Str. Faecalis var. Zumogenes. Размножаются при температуре от 10 до 15 °С. Устойчивы к высыханию, воздействию низких температур, выдерживают 30 мин при 60 °С; погибают при 85 °С в течение 10 мин.

Источники инфекции - человек и животные. Пути обсеменения пищевых продуктов такие же, что и при других видах токсикоинфекций.

Ботулизм - представляет собой тяжелое пищевое отравление, часто со смертельным исходом, вызывается токсинами, выделяемыми Clostridium botulinum. Clostridium botulinum - это строгая анаэробная палочковидная бактерия, грамположительная. Изучено семь видов токсинов - А, В, С, D, Е, F и G. Наиболее токсичны ботулотоксины А и Е.

Бактерии Cl. botulinum широко распространены в окружающей среде. В виде спор попадают в почву при удобрении ее навозом, поэтому продукты растительного происхождения загрязняются спорами через почву.

Споры, по сравнению с вегетативной формой Clostridium botulinum, устойчивы к воздействию физико-химических факторов окружающей среды. При 100 °С они сохраняют жизнеспособность в течение 360 мин, при 120 °С - 10 мин. Споры прорастают при концентрации хлорида натрия до 6-8 %. Размножение бактерий прекращается при рН 4, 4 и температуре 12-10 °С и ниже, при 80 °С они погибают в течение 15 мин. Оптимальной для жизнедеятельности Clostridium botulinum является температура 20-37 °С.

Ботулотоксины характеризуются высокой устойчивостью к действию протеолитических ферментов, кислот и низких температур, однако инактивируются под влиянием щелочей и высокой температуры: при 80 °С - через 30 мин, при 100 °С - через 15 мин.

Описанные свойства вегетативных форм Clostridium botulinum, спор и токсинов должны учитываться в технологии изготовления пищевых продуктов.

Ботулизм проявляется в основном поражением центральной нервной системы. Основные симптомы - двоение в глазах, опущение век, поперхивание, слабость, головная боль. Могут также наблюдаться затрудненность глотания или потеря голоса. Лицо больного может потерять выразительность из-за паралича мышц лица. Продолжительность инкубационного периода: 12-36 час, но может колебаться от 2 час до 14 дней.

Меры профилактики:

1. Предупреждение загрязнения туш сельскохозяйственных животных частицами земли, навоза, а также в процессе их разделки - содержимым кишечника; посол в условиях холода; соблюдение режимов термической обработки.

2. Использование свежего растительного сырья; предварительная мойка и тепловая обработка; стерилизация продукта с целью предупреждения прорастания спор, размножения вегетативных форм и образования токсинов.

Бактерии рода Bacillus cereus вызывают заболевания двух типов, причем один характеризуется поносом, а другой рвотой. Симптомы формы, сопровождающейся поносом, включают боли в животе, водянистый понос и умеренную тошноту, редко приводящую к рвоте. Эти симптомы редко продолжаются более 12 час. Развитие заболевания, сопровождающегося рвотой, обычно происходит в течение 1-5 час после употребления зараженного продукта.

Бактерии рода Shigella вызывают у человека дизентерию - язвенное воспаление слизистой оболочки толстых кишок.

Инкубационный период: от 2 до 7 дней; выздоровевшие больные часто остаются бациллоносителями. Некоторые эпидемии бактериальной дизентерии характеризуются высокой смертностью.

Бруцеллез (Brucella), вызывается потреблением молока больных животных или молочных продуктов. Возбудители бруцеллеза - мелкие бактерии бруцеллы, принадлежащие к факультативным анаэробам с оптимальной температурой роста 37 °С. Эти бактерии могут сохраняться в пищевых продуктах длительное время, они устойчивы к высушиванию, легко переносят холод.

При нагревании до 60 °С возбудители бруцеллеза погибают через 10-15 мин. Болезнь протекает в виде лихорадки, болей в суставах и мышцах и может продолжаться несколько лет. При бруцеллезе часто отмечаются некоторые симптомы поражения нервной системы: головные боли, головокружение, психические расстройства.

Туберкулез вызывается палочками, называемыми Mycobac-terium tuberculosis. Источниками инфекции являются больные человек и животные; заражение происходит через дыхательные пути. При употреблении зараженного молока и молочных продуктов заражение туберкулезом может произойти через кишечник.

Туберкулезная палочка является наиболее устойчивой к неблагоприятным физическим и химическим факторам среды и может длительное время сохраняться в пищевых продуктах: в сыре до 2 мес, в кисломолочных продуктах - до 20 дней. В молоке туберкулезная палочка погибает при нагревании до 100 °С сразу, при 70 °С - через полминуты, при 55 °С - через час.

Сибирская язва вызывается крупной спорообразующей палочкой Bac. Anthracis. Оптимальная температура роста этих бацилл 37 °С. Споры очень устойчивы, выдерживают длительное кипячение. Заражение человека происходит при контакте с больными животными - рогатым скотом, а также при употреблении зараженной пищи или воды. Болезнь может развиваться в трех формах: кожной, легочной и кишечной. Продолжительность инкубационного периода: при кожной форме - 1-7дней; при легочной форме - неизвестна.

Летальность заболевания при легочной и кишечной формах очень высокая, при кожной - 5-20 %.

При употреблении пищевых продуктов, зараженных Vibrio cholerae, возникает такое тяжелое заболевание желудочно-кишечного тракта как холера. Это заболевание распространено в Индии, Пакистане и в некоторых районах Китая. Заболевание начинается внезапно и характеризуется рвотой, сильным поносом, мышечными спазмами, быстрым обезвоживанием организма. Продолжительность инкубационного периода 1-5 дней. Летальность заболевания без лечения - 10-80 %, при лечении - 5-30 %.

Таким образом, учитывая степень опасностей микробиологического происхождения и необходимость снижения уровня пищевых отравлений и пищевых инфекций, следует строго следить за санитарным состоянием пищевых предприятий и хозяйств, предприятий общественного питания, рабочих мест и оборудования; систематически осуществлять микробиологический контроль продовольственного сырья, пищевых продуктов.